光孤子通信,光孤子通信的分類(lèi),光孤子通信參數(shù)指標(biāo)等
1 孤子的發(fā)現(xiàn)
發(fā)現(xiàn)孤子現(xiàn)象源于 1834年，英國(guó)海軍工程師ScottRussell注意到，在一條窄河道中，迅速拉一條船前進(jìn)，當(dāng)船突然停下來(lái)時(shí)，就會(huì)在船頭形成一個(gè)孤立的水波迅速離開(kāi)船頭，并以 14~15km/h的速度前進(jìn)，而波的形狀、幅度維持不變，前進(jìn)了 2~3km才消失 ，這就是著名的孤立波現(xiàn)象。孤立波是一種特殊形態(tài)的波，僅有一個(gè)波峰，可以在很長(zhǎng)的傳輸距離內(nèi)保持波形不變。但直到 1964年，人們才從孤立波現(xiàn)象中得到啟發(fā)，引入了 “孤子”概念 。所謂孤子，是指像粒子那樣的孤立的波包，能始終保持波形和速度不變，具有在互相碰撞后，仍能保持各自的形狀和速度的特性 。當(dāng)這種現(xiàn)象出現(xiàn)在光波中時(shí)就稱(chēng)為光孤子。
2 光孤子形成的原理
1973年，Hasegawa和 Tappert首次從理論上推斷，無(wú)損光纖中能形成光孤子 。他們認(rèn)為，當(dāng)光脈沖在光纖中傳播時(shí)，光纖的色散使得光脈沖中不同波長(zhǎng)的光傳播速度不一致，結(jié)果導(dǎo)致光脈沖展寬，限制了傳輸容量和傳輸距離。但當(dāng)光纖的入纖功率足夠大時(shí)，光纖中會(huì)產(chǎn)生非線(xiàn)性現(xiàn)象，它使傳輸中的光脈沖前沿群速度變大，后沿群速度變小，其結(jié)果是使脈沖縮窄。當(dāng)光脈沖的展寬和壓縮的作用相平衡時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生一種新的光脈沖，形成信號(hào)脈沖無(wú)畸變傳輸，這時(shí)的光脈沖是孤立的，不受外界條件影響，因此稱(chēng)為光孤子 。1980年，貝爾實(shí)驗(yàn)室的Mollenauer等人用實(shí)驗(yàn)方法在光纖中觀察到了孤子脈沖 。
目前已提出的其實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的構(gòu)成方式種類(lèi)較目前已提出的其實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的構(gòu)成方式種類(lèi)較多，但其基本部件卻大體相同，圖1所示即為基本組成結(jié)構(gòu)。
圖1中的孤子源并非嚴(yán)格意義上的孤子激光器，只是一種類(lèi)似孤子的超短光脈沖源，它產(chǎn)生滿(mǎn)足基本光孤子能量、頻譜等要求的超短脈沖，這種超短光脈沖，在光纖中傳輸時(shí)自動(dòng)壓縮、整形而形成光孤子。電信號(hào)脈沖源通過(guò)調(diào)制器將信號(hào)載干光孤子流上，承載的光孤子流經(jīng)EDFA放大后進(jìn)入光纖傳輸。沿途需增加若干個(gè)光放大器，以補(bǔ)償光脈沖的能量損失。同時(shí)需平衡非線(xiàn)性效應(yīng)與色散效應(yīng)，最終保證脈沖的幅度與形狀穩(wěn)定不變。在接收端通過(guò)光孤子檢測(cè)裝置、判決器或解調(diào)器及其它輔助裝置實(shí)現(xiàn)信號(hào)的還原。
